3. Отладка программы

Помимо процесса компиляции программ немалый интерес для разработчика представляют средства отладки. Они позволяют отслеживать поведение программы и состояние внутренних переменных. В GNU Toolchain средством отладки является GNU Debugger (GDB) [ CITATION Fre221 \l 1033 ]. Он предлагает широкие возможности для исследования поведения программы, включая просмотр значений внутренних переменных и ручного вызова функций программы.

Для получения возможности отладки программы при ее компиляции должен быть задан атрибут «-g»:

gcc -g main.c –o prg

Отладчик GDB может быть вызван в командной оболочке с помощью ввода команды

gdb prg

После вызова отладчика терминал перейдет в интерактивный режим ввода команд gdb и программа prg будет доступна для запуска и отладки. В Таблице Таблица 1 представлены некоторые из доступных команд GDB.

Таблица 1. Примеры команд GDB

№	Команда	Описание
	gdb program	запустить отладку программы program
	gdb --args program arg0 … argN	запустить отладку программы program с аргументами arg0 … argN
	run –v	запустить выполнение отлаживаемой программы с параметром –v
	start	запустить программу в пошаговом режиме
	list	вывести следующие 10 строк программы с номерами
	list -	вывести предыдущие 10 строк программы с номерами
	next / n	выполнить один шаг программы
	continue / c	запустить программу после остановки
	info args	вывести аргументы функции
	info locals	вывести локальные аргументы функции
	print var / p var	вывести значение переменной var
	break function	поставить точку останова на функции function
	break N	поставить точку останова на строчке N
	quit	выйти из GDB
	help	полный перечень команд

По завершению отладки программы для выхода из gdb необходимо ввести команду «quit».

2. Принципы взаимодействия программ и ос

   1. Системные вызовы

Системный вызов (system calls, syscalls) – это единый механизм взаимодействия между пользовательской программой и ядром ОС Linux. С помощью системных вызовов каждый процесс может получить доступ к той части, которая контролируется ОС: запуску и остановки процессов, файловой системе, интерфейсом обмена данными, аппаратному обеспечению и т. д.

Для разработчика программы каждый системный вызов представляет собой функцию на языке C. Однако при вызове этой функции ее фактический код исполняется не в вызвавшей ее программе, а в системных библиотеках на уровне ядра ОС, после чего она возвращает в программу результат своей работы. Для использования системных вызовов необходимо подключение соответствующих заголовочных файлов «.h», в которых они объявлены.

В ОС Linux существует более 200 системных вызовов [ CITATION sys22 \l 1033 ], которые могут быть сгруппированы в 5 категорий:

• управление процессами;

• работа с файлами;

• управление устройствами;

• работа с информацией;

• связь и коммуникации.

Для просмотра перечня используемых программой системных вызовов в командной оболочке существует утилита «strace». После ввода команды

strace prg

на экране будут отображены все системные вызовы, которые используются программой «prg».